Polyimide-Based Covalent Organic Framework as a Photocurrent Enhancer for Efficient Dye-Sensitized Solar Cells

材料科学 聚酰亚胺 光电流 均苯四甲酸二酐 能量转换效率 共价有机骨架 共价键 化学工程 太阳能电池 色素敏化染料 兴奋剂 光化学 光电子学 纳米技术 图层(电子) 多孔性 有机化学 电极 电解质 化学 复合材料 物理化学 工程类
作者
Pei-Hsuan Chang,Manik Chandra Sil,Kamani Sudhir K. Reddy,Ching Hsuan Lin,Chih‐Ming Chen
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (22): 25466-25477 被引量:21
标识
DOI:10.1021/acsami.2c04507
摘要

Covalent organic frameworks (COFs) are of great interest in the energy and optoelectronic fields due to their high porosity, superior thermal stability, and highly ordered conjugated architecture, which are beneficial for charge migration, charge separation, and light harvesting. In this study, polyimide COFs (PI-COFs) are synthesized through the condensation reaction of pyromellitic dianhydride (PMDA) with tris(4-aminophenyl) amine (TAPA) and then doped in the TiO2 photoelectrode of a dye-sensitized solar cell (DSSC) to co-work with N719 dye to explore their functionality. As a benchmark, the pristine DSSC without the doping of PI-COFs exhibits a power conversion efficiency of 9.05% under simulated one sun illumination. The doping of 0.04 wt % PI-COFs contributes an enhanced short-circuit current density (JSC) from 17.43 to 19.03 mA/cm2, and therefore, the cell efficiency is enhanced to 9.93%. The enhancement of JSC is attributed to the bifunctionality of PI-COFs, which enhances the charge transfer/injection and suppresses the charge recombination through the host (PI-COF)-guest (N719 dye) interaction. In addition, the PI-COFs also function as a cosensitizer and contribute a small quantity of photoinduced electrons upon sunlight illumination. Surface modification of oxygen plasma improves the hydrophilicity of PI-COF particles and reinforces the heterogeneous linkage between PI-COF and TiO2 nanoparticles, giving rise to more efficient charge injection. As a result, the champion cell exhibits a high power conversion efficiency of 10.46% with an enhanced JSC of 19.43 mA/cm2. This methodology of increasing solar efficiency by modification of the photoelectrode with the doping of PI-COFs in the TiO2 nanoparticles is promising in the development of DSSCs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
尹姝完成签到,获得积分10
刚刚
33Svan发布了新的文献求助10
刚刚
Sekiro发布了新的文献求助10
刚刚
Ttt发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
HEIKU应助CMUSK采纳,获得10
1秒前
lonelymusic发布了新的文献求助30
2秒前
薛人英发布了新的文献求助20
2秒前
YRY完成签到 ,获得积分10
2秒前
MSQWE完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
舒适怀寒完成签到 ,获得积分10
2秒前
正直凌文完成签到 ,获得积分10
3秒前
mit完成签到 ,获得积分0
3秒前
OnMyWorldside完成签到,获得积分10
4秒前
33333完成签到,获得积分10
4秒前
Sylvia0528完成签到,获得积分10
4秒前
苏靖完成签到,获得积分10
4秒前
光亮小笼包完成签到 ,获得积分10
4秒前
冬云完成签到,获得积分10
4秒前
可爱一休完成签到,获得积分10
4秒前
Sekiro完成签到,获得积分10
5秒前
寒冷的莫茗完成签到,获得积分10
6秒前
做实验太菜完成签到,获得积分10
6秒前
了0完成签到 ,获得积分10
8秒前
星辰大海应助ZSJ采纳,获得10
8秒前
苏卿应助大晨采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
坚强的语琴完成签到 ,获得积分10
10秒前
Ttt完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
云中诗完成签到,获得积分10
11秒前
畅快的道之完成签到,获得积分10
11秒前
aq22完成签到 ,获得积分10
12秒前
超帅的白开水完成签到,获得积分10
12秒前
liu123发布了新的文献求助10
13秒前
可爱一休发布了新的文献求助10
14秒前
丘比特应助瑾玉采纳,获得10
14秒前
路痴完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
Evolution 10000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Distribution Dependent Stochastic Differential Equations 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
The Kinetic Nitration and Basicity of 1,2,4-Triazol-5-ones 440
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3158979
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2810153
关于积分的说明 7886308
捐赠科研通 2468968
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1314533
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630640
版权声明 602012